初，张咏在成都，闻准入相，谓其僚属曰：寇公奇材，惜学术不足尔。及准出陕，咏适自成都罢还，准严供帐，大为具待。咏将去，准送之郊，问曰：何以教准？咏徐曰：《霍光传》不可不读也。准莫谕其意，归，取其传读之，至不学无术，笑曰：此张公谓我矣。
精品物理浙江高考选考一轮复习讲义：选修3-1第八章专题
突破带电粒子在复合场中的运动含解析
带电粒子在复合场中运动的实例分析
命题角度1 质谱仪的原理和分析 1.作用
测量带电粒子质量和分离同位素的仪器。 2.原理(如图1所示)
图1
(1)加速电场：qU＝mv2； (2)偏转磁场：qvB＝，l＝2r； 由以上两式可得r＝，m＝，＝。
【例1】 质谱仪又称质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器。工作原理如图2所示，电荷量均为＋q、质量不同的离子初速度几乎为零地进入电压为U0的加速电场。这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打在底片上。已知放置底片的区域MN＝L，且OM＝L。某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到。为使原本打在MN中点P的离子能打在QN区域，则加速电压U的值不可能为( )
图2
A.
B.
C. D.2U0
解析 由题意知，开始离子在电场中加速，有qU0＝mv2，在磁场中
欧阳修，字永叔，庐陵人。四岁而孤，母郑，守节自誓，亲诲之学。家贫，至以荻画地学书。幼敏悟过人，读书辄成诵。及冠，嶷然有声。修始在滁州，号醉翁，晚更号六一居士。天资刚劲，见义勇为，虽机阱在前，触发之不顾。放逐流离，至于再三，志气自若也。
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初，张咏在成都，闻准入相，谓其僚属曰：寇公奇材，惜学术不足尔。及准出陕，咏适自成都罢还，准严供帐，大为具待。咏将去，准送之郊，问曰：何以教准？咏徐曰：《霍光传》不可不读也。准莫谕其意，归，取其传读之，至不学无术，笑曰：此张公谓我矣。
做匀速圆周运动，有qvB＝m，打在P点的离子r0＝L，解得U0＝；当加速电压为U时，qU＝mv′2，qv′B＝；离子打在Q点时，r＝L，得U＝；离子打在N点时，r＝L，得U＝；则加速电压U的范围为≤U≤，选项D符合题意。 答案 D
命题角度2 回旋加速器的原理和分析 1.加速条件：T电场＝T回旋＝； 2.磁场约束偏转：qvB＝?v＝。
3.带电粒子的最大速度vmax＝，rD为D形盒的半径。粒子的最大速度vmax与加速电压U无关。 4.回旋加速器的解题思路
(1)带电粒子在缝隙的电场中加速，交变电流的周期与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，每经过电场一次，粒子加速一次。 (2)带电粒子在磁场中偏转、半径不断增大，周期不变，最大动能与D形盒的半径有关。
【例2】 (2018·常州模拟)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图3所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f。则下列说法正确的是( )
图3
A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关 C.高频电源只能使用矩形交变电流，不能使用正弦式交变电流
欧阳修，字永叔，庐陵人。四岁而孤，母郑，守节自誓，亲诲之学。家贫，至以荻画地学书。幼敏悟过人，读书辄成诵。及冠，嶷然有声。修始在滁州，号醉翁，晚更号六一居士。天资刚劲，见义勇为，虽机阱在前，触发之不顾。放逐流离，至于再三，志气自若也。2 / 18
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